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TWI740010B - 發泡粒子成形體 - Google Patents

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TWI740010B
TWI740010B TW107107157A TW107107157A TWI740010B TW I740010 B TWI740010 B TW I740010B TW 107107157 A TW107107157 A TW 107107157A TW 107107157 A TW107107157 A TW 107107157A TW I740010 B TWI740010 B TW I740010B
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及川政春
林達也
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日商Jsp股份有限公司
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Abstract

本發明係將熱塑性彈性體發泡粒子進行模內成形而成之發泡粒子成形體,該發泡粒子成形體具有空隙,且發泡粒子成形體之密度為150~300kg/m3 ,空隙率為10~70體積%。

Description

發泡粒子成形體
本發明關於熱塑性彈性體發泡粒子成形體。 以下,有時將熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer)簡稱為「TPE」。又,有時將熱塑性彈性體發泡粒子成形體簡稱為「發泡粒子成形體」。
胺甲酸酯系熱塑性彈性體(TPU)等熱塑性彈性體(TPE)展現出接近加硫橡膠的特性,柔軟性及反彈彈性優異,使用於緩衝材、防振材、運動用品、汽車用構件等各種用途。
使該TPE發泡而得之發泡成形體,可保持柔軟性、反彈彈性等優異特性,且可實現輕量化,故期待今後在運動用品、汽車用構件等用途的進一步應用。TPE之發泡成形體,可利用擠壓發泡法、壓製發泡法、使用發泡粒子之模內成形法等方法進行製造。如此之TPE之發泡成形體,就習知技術而言已知有例如專利文獻1中記載之發泡粒子成形體。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2007/082838號
[發明所欲解決之課題]
但,習知的TPE發泡粒子成形體存在如下問題:將成形體進行壓縮,壓縮結束後直到恢復至壓縮前之形狀的時間較長。 本發明所欲解決之課題為:提供壓縮後於短時間內之形狀恢復性良好的TPE發泡粒子成形體。 [解決課題之手段]
本發明如下。 [1]一種發泡粒子成形體,係將熱塑性彈性體發泡粒子進行模內成形而成,該發泡粒子成形體在發泡粒子間具有空隙,且發泡粒子成形體之密度為150~300kg/m3 ,空隙率為10~70體積%。 [2]如上述[1]之發泡粒子成形體,其中,在依據JIS K6767:1999之於23℃之壓縮永久應變測定中,該發泡粒子成形體之壓縮結束30分鐘後之壓縮永久應變為7%以下。 [3]如上述[1]或[2]之發泡粒子成形體,其中,該發泡粒子成形體之斷裂時之拉伸強度為0.3MPa以上。 [4]如上述[1]~[3]中任一項之發泡粒子成形體,其中,該發泡粒子成形體之反彈彈性模數為50%以上。 [5]如上述[1]~[4]中任一項之發泡粒子成形體,其中,構成該發泡粒子成形體之熱塑性彈性體之反彈彈性模數為30~50%。 [6]如上述[1]~[5]中任一項之發泡粒子成形體,其中,構成該發泡粒子成形體之熱塑性彈性體為A型硬度計硬度95以下之胺甲酸酯系熱塑性彈性體。 [發明之效果]
根據本發明,可提供壓縮後於短時間內之形狀恢復性良好的TPE發泡粒子成形體。
<熱塑性彈性體發泡粒子成形體> 熱塑性彈性體發泡粒子成形體(TPE發泡粒子成形體),係將熱塑性彈性體發泡粒子進行模內成形而成的發泡粒子成形體,其在發泡粒子間具有空隙,且該發泡粒子成形體之密度為150~300kg/m3 ,空隙率為10~70體積%。 TPE發泡粒子成形體藉由具有上述特性,將成形體進行壓縮,於壓縮結束後,可在短時間內恢復至壓縮前之形狀。
[熱塑性彈性體] 構成本發明之TPE發泡粒子成形體的熱塑性彈性體並無特別限定,例如可列舉:烯烴系熱塑性彈性體(TPO)、苯乙烯系熱塑性彈性體(TPS)、胺甲酸酯系熱塑性彈性體(TPU)等。該等熱塑性彈性體可單獨使用,亦可將2種以上混合使用。
[烯烴系熱塑性彈性體] 烯烴系熱塑性彈性體(TPO),意指以聚丙烯、聚乙烯等聚烯烴作為硬鏈段,以乙烯-丙烯橡膠(EPM)等橡膠成分作為軟鏈段的熱塑性彈性體。 TPO一般大致分為聚烯烴與橡膠成分之摻配型、動態交聯型、聚合型。 具體而言,TPO可例示:乙烯-丙烯橡膠(EPM)分散於聚丙烯中而成之結構者、經交聯或部分交聯之乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)分散於聚丙烯中而成之結構者、乙烯與α-烯烴之無規共聚物、聚乙烯嵌段與乙烯/α-烯烴共聚物嵌段之嵌段共聚物等。
[苯乙烯系熱塑性彈性體] 苯乙烯系熱塑性彈性體(TPS),意指以聚苯乙烯作為硬鏈段,以共軛二烯聚合物、該聚合物之完全氫化物或部分氫化物作為軟鏈段的熱塑性彈性體。 具體而言,TPS可例示:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、SBS之完全氫化物即苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、SBS之部分氫化物即苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯(SBBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、SIS之完全氫化物即苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)等。
[胺甲酸酯系熱塑性彈性體] 胺甲酸酯系熱塑性彈性體(TPU),係具有軟鏈段與硬鏈段進行嵌段共聚而成之結構的熱塑性彈性體,其中,軟鏈段包含長鏈多元醇,硬鏈段係短鏈二醇等鏈延長劑與二異氰酸酯藉由胺甲酸酯鍵聚合而成。
本發明中,熱塑性彈性體宜使用胺甲酸酯系熱塑性彈性體。就胺甲酸酯系熱塑性彈性體(TPU)而言,使TPU原料粒子發泡時,容易維持TPU原料粒子之形狀(不易球形化),容易獲得所期望之形狀的發泡粒子。進一步,TPU發泡粒子在模內成形時之融接性亦優異,故在模內成形時可不使發泡粒子過度地二次發泡而使其融接,因而能以殘留有填充於模內時所形成之發泡粒子間之空隙的狀態進行模內成形。另一方面,若於模內填充時預先賦予發泡粒子二次發泡力的話,亦可將填充於模內時之發泡粒子間的空隙大小控制為較小。亦即,構成發泡粒子之TPE為TPU的話,可輕易地將發泡粒子成形體之空隙率控制成為期望的值。
就TPU而言,一般根據長鏈多元醇之種類,有酯系TPU、醚系TPU等,會影響獲得之TPU的特性。 係酯系TPU之構成要素的長鏈多元醇,例如可列舉藉由多元醇與二元酸之縮合反應而獲得的化合物、內酯系酯多元醇。此處,多元醇之具體例可列舉:乙二醇、丙二醇、丁烷二醇、丁烯二醇、己烷二醇、戊烷二醇、新戊二醇等。又,二元酸之具體例可列舉:己二酸、癸二酸、壬二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、馬來酸等。 另一方面,係醚系TPU之構成要素的長鏈多元醇,例如可列舉:聚乙二醇、聚伸丙基醚二醇、聚四亞甲基醚二醇、聚六亞甲基醚二醇等。
又,短鏈二醇可列舉:乙二醇、丙二醇、丁烷二醇、丁烯二醇、戊烷二醇、新戊二醇、己烷二醇、環己烷二醇、二乙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺等。
又,二異氰酸酯可列舉:甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯等。
TPU之構成要素並無特別限定。可因應對於發泡粒子成形體所要求之物性而適當選擇TPU之構成要素。就TPU而言,可使用由選出的一種構成要素之單一種類構成的TPU,也可使用從長鏈多元醇、短鏈二醇、二異氰酸酯等多種構成要素中選出的2種以上之混合種類構成的TPU。
TPU可為上述醚系TPU及酯系TPU中之任意者,但考量獲得之熱塑性聚胺甲酸酯發泡粒子成形體之表面外觀及融接性優異的觀點,構成本發明之TPU發泡粒子成形體的TPU,宜以醚系TPU作為主成分,更佳為僅由醚系TPU構成。
本發明之發泡粒子成形體,在不損及本發明之效果的限度內,亦可因應目的而含有熱塑性樹脂。 就熱塑性樹脂而言,例如可列舉聚烯烴系樹脂、聚苯乙烯系樹脂等。構成發泡粒子成形體之聚合物成分中之該等熱塑性樹脂之含量較佳為30重量%以下,更佳為20重量%以下,尤佳為10重量%以下。本發明之發泡粒子成形體,尤佳為聚合物成分僅由TPE構成(聚合物成分中之TPE之含量為100重量%)。
構成本發明之發泡粒子成形體之TPE為TPU時,包含TPU之聚合物成分的A型硬度計硬度較佳為95以下。該硬度為95以下的話,即使在模內成形時不過度提高蒸汽壓(成形壓)仍可獲得融接性優異的發泡粒子成形體,故可抑制發泡粒子之二次發泡,發泡粒子成形體之空隙率的調整變得容易。考量該觀點,該硬度更佳為92以下,尤佳為90以下,特佳為88以下。另一方面,考量融接性的觀點,其下限雖無特別限定,但該硬度過低的話,取決於成形條件、成形體之形狀,將成形體從成形模具脫模後,成形體容易產生發生顯著收縮、變形即所謂縮痕,故該硬度更佳為70以上,尤佳為80以上,特佳為85以上。 此外,本說明書中,A型硬度計硬度,意指依據JIS K7215:1986並使用A型硬度計測得的硬度計硬度(HDA)。
[發泡粒子成形體(TPE發泡粒子成形體)的特性] 本發明之發泡粒子成形體具有下列特性。
(發泡粒子成形體之密度) 本發明之發泡粒子成形體之密度為150~300kg/m3 。成形體密度未達150kg/m3 的話,有時會有將發泡粒子成形體進行壓縮後,直到恢復至壓縮前之形狀的時間變長的情況。另一方面,成形體密度大於300kg/m3 的話,有時會有將發泡粒子成形體進行壓縮後,直到恢復至壓縮前之形狀的時間變長的情況。考量上述觀點,發泡粒子成形體之密度較佳為170~280kg/m3 ,更佳為190~260kg/m3
(發泡粒子成形體之空隙率) 本發明之發泡粒子成形體係具有空隙者,其空隙率為10~70體積%。發泡粒子成形體之空隙率未達10體積%的話,有時會有將發泡粒子成形體進行壓縮後,直到恢復至壓縮前之形狀的時間變長的情況。另一方面,TPE發泡粒子成形體之空隙率大於70體積%的話,有時會有發泡粒子成形體之發泡粒子間的融接性變得不良的情況。考量上述觀點,發泡粒子成形體之空隙率較佳為13~65體積%,更佳為15~60體積%,尤佳為20~50體積%。 此外,發泡粒子成形體之空隙率可藉由下列方式控制:改變發泡粒子之形狀以改變填充於模內時的發泡粒子之容積(改變發泡粒子之表觀密度(apparent density)相對於容積密度(bulk density)的比);控制模內成形時之發泡粒子的二次發泡性。又,就TPE發泡粒子成形體之空隙而言,空隙宜彼此連通。發泡粒子成形體藉由具有如此之空隙,即使作為透氣性材料、透水性材料、吸音性材料、緩衝性材料、輕量性材料等亦可理想地使用。
能使發泡粒子成形體之空隙率提高的發泡粒子之形狀之一例顯示於圖1~圖5。圖1係顯示剖面形狀為由從軸A向外延伸出的3個以上之突出部構成之形狀的柱狀發泡粒子之一例的圖,其係剖面形狀為由從軸A向外延伸出的4個突出部11a~14a構成之形狀(以下有時稱為十字形)的柱狀發泡粒子之立體圖。又,圖2亦係顯示剖面形狀為由從軸B向外延伸出的3個以上之突出部構成之形狀的柱狀發泡粒子之一例的圖,其係剖面形狀為由從軸B向外延伸出的6個突出部11b~16b構成之形狀(以下有時稱為星形)的柱狀發泡粒子之立體圖。如圖1及圖2所示之形狀的發泡粒子,例如能以下列方式獲得。將TPE與預定的添加劑供給至擠壓機,將該等予以加熱混練,製成熔融混練物。然後,從附設於擠壓機前端部的具有與所期望之發泡粒子之剖面形狀同樣的口部形狀之模具的小孔,將該熔融混練物擠壓至水中並進行切割,而得到原料粒子。或從附設於擠壓機前端部的具有與所期望之發泡粒子之剖面形狀同樣的口部形狀之模具的小孔,將該熔融混練物擠壓出成為股線(strand)狀,使該股線冷卻後進行切割,而得到原料粒子。藉由將獲得之原料粒子予以發泡,可獲得如圖1及圖2所示之形狀的發泡粒子。
此外,若能使發泡粒子成形體之空隙率提高的發泡粒子之突出部的數目為3以上,則不限定於圖1及圖2所示之發泡粒子。例如,可如圖3(a)所示之柱狀發泡粒子1C般,在剖面形狀中從軸C向外延伸出的突出部11c~13c的數目為3個,亦可如圖3(b)所示之柱狀發泡粒子1D般,在剖面形狀中從軸D向外延伸出的突出部11d~15d的數目為5個,也可如圖3(c)所示之柱狀發泡粒子1E般,在剖面形狀中從軸E向外延伸出的突出部11e~18e的數目為8個。又,圖中雖未顯示,但在柱狀發泡粒子之剖面形狀中,從軸向外延伸出的突出部的數目也可為9個以上。在柱狀發泡粒子之剖面形狀中,突出部的數目較佳為3~8,更佳為4~6。
能使發泡粒子成形體之空隙率提高的發泡粒子,也可為剖面形狀為多角形的柱狀發泡粒子。例如,可如圖4(a)所示之柱狀發泡粒子1F般,為剖面形狀係三角形的發泡粒子,亦可如圖4(b)所示之柱狀發泡粒子1G般,為剖面形狀係四角形的發泡粒子,還可如圖4(c)所示之柱狀發泡粒子1H般,為剖面形狀係六角形的發泡粒子。又,圖中雖未顯示,但也可為剖面形狀係七角形以上之多角形的發泡粒子。
能使發泡粒子成形體之空隙率提高的發泡粒子,也可為具有具備從軸向外延伸出的3個以上之突出部的圓形、橢圓形或多角形之剖面形狀的發泡粒子。例如,可如圖5(a)所示之發泡粒子1J般,為剖面形狀係具有從軸J向外延伸出的6個突出部11j~16j之三角形的柱狀發泡粒子,亦可如圖5(b)所示之發泡粒子1K般,為剖面形狀係具有從軸K向外延伸出的6個突出部11k~16k之四角形的柱狀發泡粒子,也可如圖5(c)所示之發泡粒子1M般,為剖面形狀係具有從軸M向外延伸出的6個突出部11m~16m之圓形的柱狀發泡粒子。又,圖中雖未顯示,但也可為剖面形狀係具有從軸向外延伸出的5個或7個以上之突出部之橢圓形、四角形、五角形或具有7以上之角數之多角形的柱狀發泡粒子。
該等發泡粒子之中,考量能使發泡粒子成形體之空隙率提高的觀點,發泡粒子宜為剖面形狀係由從軸向外延伸出的3個以上之突出部構成之形狀的柱狀發泡粒子、或剖面形狀係具有從軸向外延伸出的3個以上之突出部之圓形、橢圓形或多角形的柱狀發泡粒子。
本發明之發泡粒子成形體在發泡粒子間具有空隙的話,在將發泡粒子成形體進行壓縮時,首先發泡粒子成形體之空隙被破壞,藉此,可抑制發泡粒子成形體之發泡粒子的氣泡被破壞。因此,發泡粒子成形體之氣泡內的氣體變得不易逸出。另外,據認為由於熱塑性彈性體在常溫區域不易發生塑性變形,故發泡粒子成形體具有空隙的話,將發泡粒子成形體進行壓縮後,直到恢復至壓縮前之形狀的時間變短。
發泡粒子成形體之密度及空隙率係如下述般求得。 首先,將在溫度23℃、相對濕度50%之環境下放置24小時以上的發泡粒子成形體切成適當大小的長方體狀樣品(去掉成形表皮)。另外,由各樣品之外形尺寸求出各樣品的表觀體積,以該等之合計作為樣品之表觀體積:H。此外,藉由將各樣品之合計重量W除以表觀體積H,求出發泡粒子成形體之密度[kg/m3 ]。 然後,使用金屬網等道具將各樣品分別沉入到溫度23℃之乙醇中,藉由輕輕地振動等,以除去存在於發泡粒子間的空氣。然後,測定考量金屬網等道具的體積而由水位上升量讀取到的各樣品之真實體積,將該等合計並作為樣品之真實體積:I。由求得的樣品之表觀體積:H與真實體積:I,依下列(1)式求出空隙率(%)。 空隙率(體積%)=[(H-I)÷H]×100・・・(1)
(發泡粒子成形體之壓縮永久應變) 本發明之發泡粒子成形體之壓縮永久應變較佳為7%以下,更佳為6%以下,尤佳為4%以下。此外,上述壓縮永久應變的下限值並無特別限定,例如為約0.1%。又,就壓縮永久應變而言,係依據JIS K6767:1999之於23℃之壓縮永久應變測定中,在發泡粒子成形體之壓縮結束30分鐘後之發泡粒子成形體的應變。 為上述範圍的話,將發泡粒子成形體進行壓縮後之形狀恢復性優異,故為適合於座墊緩衝材料、運動墊材、鞋底材料等用途者。
(發泡粒子成形體之斷裂時之拉伸強度) 本發明之發泡粒子成形體之斷裂時之拉伸強度宜為0.1MPa以上。發泡粒子成形體之斷裂時之拉伸強度為0.1MPa以上的話,發泡粒子成形體之發泡粒子間的融接性顯現為良好,且耐久性優異,可使用於座墊緩衝材料、運動墊材、鞋底構件、內墊構件等用途。考量上述觀點,發泡粒子成形體之斷裂時之拉伸強度更佳為0.3MPa以上,尤佳為0.4MPa以上,特佳為0.5MPa以上。其上限並無特別限定,大約為3.0MPa左右。此外,發泡粒子成形體之斷裂時之拉伸強度,可依據JIS K6767:1999進行測定。
(發泡粒子成形體之反彈彈性模數) 本發明之發泡粒子成形體之反彈彈性模數較佳為50%以上。發泡粒子成形體之反彈彈性模數未達50%的話,會有難以獲得可作為鞋底構件等使用之回彈性優異的發泡粒子成形體之虞。考量上述觀點,發泡粒子成形體之反彈彈性模數更佳為50~85%,尤佳為54~85%。 此外,發泡粒子成形體之反彈彈性模數,可根據JIS K6255:2013進行測定。
又,構成本發明之發泡粒子成形體之熱塑性彈性體的反彈彈性模數宜為30~50%。通常為了縮短將成形體進行壓縮後,直到恢復至壓縮前之形狀的時間,需提高成形體之反彈彈性模數。但,本發明之發泡粒子成形體的情況,即使構成成形體之熱塑性彈性體的反彈彈性模數低,將成形體壓縮後,直到恢復至壓縮前之形狀的時間仍短。此外,構成成形體之熱塑性彈性體的反彈彈性模數,可依據JIS K6255:2013進行測定。 此外,可如下述般製作試驗用的樣品。首先,將原料粒子於200℃進行熱壓製,製作厚度12.5mm的片材。然後,從該片材的中心部切出縱向30mm、寬度30mm、厚度12.5mm的樣品。就測定裝置而言,可使用SCHOB型反彈彈性試驗機「RT-90」(高分子計器(股)公司製)等。
(發泡粒子成形體之獨立氣泡率) 本發明之發泡粒子成形體之獨立氣泡率宜為60%以上。發泡粒子成形體之獨立氣泡率為60%以上的話,各氣泡獨立地形成,故容易更進一步發揮對於外力之回彈性。此外,發泡粒子成形體之獨立氣泡率的上限為100%。考量上述觀點,發泡粒子成形體之獨立氣泡率更佳為70~100%,尤佳為80~100%。此外,發泡粒子成形體之獨立氣泡率,意指獨立氣泡之體積相對於構成發泡粒子成形體之發泡粒子中所包含之氣泡的體積(獨立氣泡之體積與連續氣泡之體積的合計)的比,可依照ASTM-D2856-70記載之程序C,利用空氣比重計「930」(TOSHIBA-Beckman(股)公司製)而求得。
(TPE發泡粒子成形體之表面硬度) 關於本發明之發泡粒子成形體之表面硬度,C型硬度計硬度較佳為15~50,更佳為20~45。C型硬度計硬度為該範圍內的話,可獲得具備富有緩衝性、彈性恢復性之特性的發泡粒子成形體。此外,C型硬度計硬度,意指根據JIS K7312:1996進行測定,並使用C型硬度計測得之硬度計硬度。
(發泡粒子成形體之拉伸伸長率) 本發明之發泡粒子成形體之拉伸伸長率宜為50%以上。本發明之發泡粒子成形體之拉伸伸長率為50%以上的話,發泡粒子成形體之發泡粒子間的融接性良好,可使用於座墊緩衝材料、運動墊材、鞋底材料等用途。考量上述觀點,發泡粒子成形體之拉伸伸長率更佳為60%以上,尤佳為70%以上。此外,TPU發泡粒子成形體之拉伸伸長率的上限為大約500%,較佳為400%,更佳為300%。此外,發泡粒子成形體之拉伸伸長率可根據JIS K6767:1999進行測定。
(發泡粒子成形體之壓縮特性) 本發明之發泡粒子成形體的50%應變時之壓縮應力相對於5%應變時之壓縮應力的比宜為8.0以上。本發明之發泡粒子成形體在發泡粒子間具有空隙,且該空隙率為10體積%以上,故相較於幾乎不存在空隙的空隙率未達10體積%之發泡粒子成形體,壓縮初期例如5%應變時之壓縮應力變小,壓縮後期例如50%應變時之壓縮應力則為相同程度。藉此,本發明之發泡粒子成形體壓縮後的形狀在短時間內恢復,不僅如此,作為運動用品、汽車用構件等使用時,於低壓縮時係柔軟,於高壓縮時可承受與空隙率未達10體積%之發泡粒子成形體同等的應力,故可展現出與以往的發泡粒子同等的回彈特性,並可賦予舒適性、質感。
[熱塑性彈性體發泡粒子成形體(發泡粒子成形體)之製造方法] 以下,對本發明之發泡粒子成形體的製造方法之一例進行說明。本發明之發泡粒子成形體,係藉由製造熱塑性彈性體發泡粒子(TPE發泡粒子),並將製得之TPE發泡粒子進行模內成形而製造。
(熱塑性彈性體發泡粒子(TPE發泡粒子)之製造方法) 本發明之發泡粒子成形體之製造中所使用的TPE發泡粒子之製造方法並無特別限定,宜包括下列步驟(1)與步驟(2)。 步驟(1):含浸步驟,使發泡劑含浸於含有TPE之原料粒子; 步驟(2):發泡步驟,使含有發泡劑之原料粒子發泡,而得到TPE發泡粒子。
原料粒子之於190℃、荷重10kg之熔體流動速率(MFR)宜為0.1~40g/10分鐘。藉由使原料粒子之MFR為0.1~40g/10分鐘,可輕易製造TPE發泡粒子。原料粒子之MFR更佳為5~35g/10分鐘,尤佳為10~30g/10分鐘。此外,本發明中之熔體流動速率,係根據JIS K7210-2:2014,以溫度190℃、荷重10kg之條件測得的值。測定試樣之水分含量為500ppm以下。
又,原料粒子中除摻合聚合物成分外,可視需要適當摻合通常使用的氣泡調整劑、抗靜電劑、導電性賦予劑、潤滑劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、金屬減活劑(metal deactivator)、著色劑(顏料、染料等)、結晶成核劑、填充材等各種添加劑。
氣泡調整劑可列舉:滑石、氯化鈉、碳酸鈣、二氧化矽、氧化鈦、石膏、沸石、硼砂、氫氧化鋁、碳等無機系氣泡調整劑;及磷酸系化合物、苯酚系化合物、胺系化合物、聚四氟乙烯(PTFE)等有機系氣泡調整劑。較佳氣泡調整劑為滑石。 氣泡調整劑的添加量,宜相對於聚合物成分100重量份為0.5重量份以下,更佳為0.2重量份以下,尤佳為0.1重量份以下,特佳為0.08重量份以下。
原料粒子之製造方法並無特別限定,可利用公知的方法獲得。例如,可將含有TPE之聚合物成分、視需要之氣泡調整劑等添加劑供給至擠壓機,進行混練而製成熔融混練物,並藉由下列方法獲得原料粒子:股線裁切法,將熔融混練物從附設於擠壓機前端之模具的小孔擠壓出成股線狀,利用造粒機將擠壓出之熔融物切割成預定的重量;熱裁切法,將前述熔融混練物擠壓至氣相中後,立即進行切割;水下裁切法,將前述熔融混練物擠壓至水中後,立即切割成預定的重量。此外,模具的小孔形狀可根據目標發泡粒子的形狀適當選擇。 使用擠壓機製造原料粒子時,有時會有TPE在擠壓機內發生分解而導致其MFR上升的情況,故為了將原料粒子之MFR調整成上述範圍內,就供給至擠壓機的原料TPE而言,宜使用於190℃、荷重10kg之MFR為30g/10分鐘以下之原料TPE。該MFR的下限為約0.1g/10分鐘。
步驟(1)係使發泡劑含浸於原料粒子的含浸步驟。發泡劑含浸於原料粒子的方法並無特別限定,宜在高壓釜等可加壓的密閉容器內,將含有TPE之原料粒子分散於分散介質中,以使發泡劑含浸於該原料粒子。 分散介質可列舉碳數3以下的醇、水、它們的混合物等水性介質,通常使用水。 視需要宜在分散介質中添加氧化鋁、磷酸三鈣、焦磷酸鎂、氧化鋅、高嶺土、雲母、滑石等水溶性差之無機物質等分散劑。又,也可在分散介質中添加十二烷基苯磺酸鈉、烷磺酸鈉等陰離子界面活性劑等分散助劑。 宜以使原料粒子與分散劑之重量比(原料粒子/分散劑)成為20~2000的方式添加分散劑。原料粒子與分散劑之重量比的下限更佳為30,上限更佳為1000。又,分散劑與分散助劑之重量比(分散劑/分散助劑)宜為1~500。分散劑與分散助劑之重量比的上限更佳為100。
此外,發泡劑可使用物理發泡劑、化學發泡劑,也可將該等倂用。 物理發泡劑可列舉有機物理發泡劑及無機物理發泡劑。 有機物理發泡劑可列舉:丙烷、丁烷、己烷、戊烷、庚烷等脂肪族烴;環丁烷、環己烷等脂環族烴;氯氟甲烷、三氟甲烷、1,1-二氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、氯甲烷、氯乙烷、二氯甲烷等鹵化烴;二甲醚、二乙醚、甲基乙醚等二烷基醚等。又,無機物理發泡劑可列舉:二氧化碳、氮氣、氬氣、空氣、水等。該等可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
發泡劑宜使用二氧化碳。藉由使用二氧化碳,可輕易製造TPE發泡粒子。 發泡劑中之二氧化碳之摻合比率宜為50~100重量%。發泡劑中之二氧化碳之摻合比率的下限更佳為70重量%,尤佳為90重量%。發泡劑中之二氧化碳之摻合比率最佳為100重量%。
就發泡劑之使用量而言,可考慮作為目標之發泡粒子的表觀密度、TPE的種類等而適當設定。通常發泡劑之使用量,宜相對於原料粒子100重量份為0.5~30重量份。
為了使發泡劑在短時間內充分含浸於原料粒子,宜於加壓下進行步驟(1)。 就步驟(1)中之密閉容器內的壓力(含浸壓力)而言,考量使發泡劑充分含浸於原料粒子,且抑制獲得之發泡粒子的氣泡微細化的觀點,以錶壓計宜為0.5~7.0MPa。此外,以下以錶壓形式之壓力的單位表示為「MPa(G)」。 考量抑制獲得之發泡粒子之氣泡徑的偏差的觀點,含浸壓力更佳為1.0MPa(G)以上,尤佳為2.0MPa(G)以上,特佳為2.6MPa(G)以上。另一方面,考量容易控制後述發泡壓力的觀點,含浸壓力為5.0MPa(G)以下更佳,尤佳為4.5MPa(G)以下。
考量使發泡劑在短時間內充分含浸於原料粒子的觀點,宜在加熱下進行物理發泡劑於原料粒子的含浸。 使發泡劑含浸於原料粒子時的密閉容器內之內容物的溫度(含浸溫度)宜為20℃以上,相對於原料粒子之熔解溫度Tm,設定為(Tm-45℃)~(Tm-20℃)更佳。 本說明書中,熔解溫度係指根據JIS K7121:1987,試驗片之狀態調節採用「進行一定的熱處理後,測定熔解溫度的情形」(試驗片之狀態調節中的加熱速度與冷卻速度皆設定為10℃/分鐘。),利用熱流式差示掃描量熱測定法,以於加熱速度10℃/分鐘獲得之DSC曲線之熔解峰部的熔解峰部溫度的形式求出的值。此外,為了重置因熱歷程導致TPE發生之結晶狀態的變化,而在用於上述狀態調節之熱處理時升溫至230℃。又,DSC曲線具有多個熔解峰部時,採用溫度最高側之熔解峰部的熔解峰部溫度作為熔解溫度。
又,步驟(1)中,於含浸溫度之加熱時間(含浸時間)可因應密閉容器內的壓力、TPE的種類、原料粒子的重量等適當設定。尤其考量TPE發泡粒子之生產性的觀點,含浸時間較佳為0.05~3小時,更佳為0.1~1小時。 如上述般發泡劑會含浸於原料粒子,而獲得含有發泡劑之原料粒子。此外,就含有發泡劑之原料粒子之製造方法而言,係以使發泡劑含浸於原料粒子的方法為例進行了說明,但製造原料粒子時,亦可藉由將TPE原料與發泡劑在擠壓機內混練而成之熔融混練物進行擠壓,並利用前述方法將其切割成所期望之重量,而獲得含有發泡劑之原料粒子。
[步驟(2)] 步驟(2)係使原料粒子發泡而獲得TPE發泡粒子的發泡步驟。原料粒子之發泡方法並無特別限定,宜在前述步驟(1)之後,將含有發泡劑之原料粒子與分散介質一起從密閉容器放出到比起密閉容器內壓力更低的壓力環境下而使其發泡,以獲得TPE發泡粒子。 將原料粒子放出時密閉容器內之內容物的溫度有時稱為發泡溫度,將原料粒子放出時密閉容器內的壓力有時稱為發泡壓力。 發泡溫度宜相對於原料粒子之熔解溫度Tm(℃)為(Tm-50℃)~(Tm-10℃),發泡壓力宜為2.0~7.0MPa(G)。 藉由採用上述發泡方法,並將發泡溫度設定為(Tm-50℃)~(Tm-10℃),將發泡壓力設定為2.0~7.0MPa(G),可輕易製造TPE發泡粒子。 發泡溫度更佳為(Tm-45℃)~(Tm-15℃),尤佳為(Tm-40℃)~(Tm-20℃)。 發泡壓力的下限更佳為2.6MPa(G)。另一方面,發泡壓力的上限更佳為5.0MPa(G),尤佳為4.5MPa(G)。
將含有發泡劑之原料粒子從密閉容器放出時,宜利用二氧化碳、空氣等將密閉容器內加壓,以保持打開的密閉容器內之壓力恆定,或調整壓力以使其逐漸升高。藉由該壓力調整,可減小獲得之發泡粒子之表觀密度及氣泡徑的偏差。
此外,TPE發泡粒子尤其為高發泡倍率(低表觀密度)時,製造後(發泡後)容易產生過度的收縮。該收縮係由於下列原因而產生:存在於發泡粒子之氣泡內的高溫度氣體變冷、或逸散到發泡粒子外部,而導致氣泡內部成為減壓狀態。尤其二氧化碳逸散到發泡粒子外部的速度快,故容易產生發泡粒子的收縮。如此之情形下,例如宜利用空氣將發泡後之發泡粒子加壓,之後,於大氣壓下以穩定狀態進行熟化,以使收縮後的發泡粒子恢復。具體而言,將獲得之發泡粒子放入密閉容器內,在0~60℃利用0.05~0.6MPa(G)之壓縮空氣加壓1~24小時。之後,釋放密閉容器的壓力,將發泡粒子於30~80℃之大氣壓下放置12~72小時。
又,欲進一步提高以上述方式獲得之發泡粒子的發泡倍率時,也可視需要進行二段發泡。例如使用蒸汽、加熱空氣等將已藉由加壓處理以提高氣泡內之壓力的發泡粒子予以加熱等,可獲得表觀密度更低的發泡粒子。
藉由使具有與目標發泡粒子之形狀同樣形狀的原料粒子發泡,可獲得目標發泡粒子的形狀。熱塑性彈性體之中,TPU在發泡時容易維持原料粒子之形狀,容易獲得所期望之形狀的TPE發泡粒子,故宜使用TPU作為熱塑性彈性體。
用於獲得本發明之發泡粒子成形體之TPE發泡粒子的容積密度,較佳為50~200kg/m3 ,更佳為70~180kg/m3 。又,TPE發泡粒子之表觀密度相對於容積密度的比,較佳為2.0以上,更佳為2.2以上。以一般的熱塑性樹脂作為基材樹脂之發泡粒子的情況,若發泡粒子的形狀為球形,且其粒徑均勻的話,該比為大約1.6左右。以TPE作為基材之發泡粒子的情況,由於發泡粒子不容易滑動,故該比為1.8左右。該比為上述範圍即表示將發泡粒子填充於模內時,發泡粒子間之空隙的比例變大,發泡粒子成形體之空隙率的控制變得更加容易。該比的上限較佳為大約3.0左右,更佳為2.8。
TPE發泡粒子之容積密度可如下述般求得。藉由自由落體將發泡粒子填充於量筒等容器內後,使容器振動,讀取其體積達到恆定時的刻度,求出發泡粒子之容體積(bulk volume)。藉由將填充於容器內之發泡粒子的總重量除以該容體積,可求出TPE發泡粒子之容積密度。
又,TPE發泡粒子之表觀密度可如下述般求得。取任意量的TPE發泡粒子,測定其重量。利用水浸沒法求得經重量測定之TPE發泡粒子的表觀體積,將TPE發泡粒子之重量除以表觀體積,可求出TPE發泡粒子之表觀密度。
(TPE發泡粒子之模內成型) 用於獲得本發明之發泡粒子成形體的模內成形法並無特別限定,可利用公知的方法獲得所期望之形態的成形體。例如可列舉下列方法。 首先,將TPE發泡粒子填充於可進行加熱及冷卻,且可開閉並密閉的成形模內。然後,宜藉由將飽和蒸氣壓為0.05~0.48MPa(G)(供給至模內之水蒸氣之飽和蒸氣壓的最大值:成形壓)的飽和水蒸氣供給至模內,在模內將發泡粒子予以加熱,以使發泡粒子彼此融接而形成發泡粒子成形體。 成形壓為0.08~0.42MPa(G)更佳。
然後,將該發泡粒子成形體冷卻,從成形模具取出。可採用如此之批次式模內成形法(例如參照日本特公平4-46217號公報、日本特公平6-49795號公報等)來製造TPE發泡粒子成形體。 又,也可利用連續式成形方法(例如參照日本特開平9-104026號公報、日本特開平9-104027號公報、日本特開平10-180888號公報等)製造發泡粒子成形體。
就將發泡粒子填充於成形模內的方法而言,可採用公知的方法。又,在不會使發泡粒子之二次發泡力過度提高的範圍內,也可採用例如下列方法:將發泡粒子以加壓氣體進行加壓處理,賦予發泡粒子預定的內壓後,再填充於模內的方法(加壓填充法);將發泡粒子於利用加壓氣體壓縮後的狀態填充至經加壓的模內,之後釋放模內的壓力的方法(壓縮填充法);藉由在將發泡粒子填充於模內之前,預先打開模具並擴大成形空間,並於填充後關閉模具來對發泡粒子進行機械性地壓縮的方法(裂縫填充法)等。
模內成形法中利用飽和水蒸氣之加熱方法,可藉由公知的方法並適當組合單側加熱、反向單側加熱、主體加熱等加熱方法。 此外,「單側加熱」,係指將飽和水蒸氣等加熱介質從公模或母模中之任一模供給至模內,以加熱發泡粒子,然後從另一母模或公模將加熱介質排出。又,與前述單側加熱之情況相比,供給加熱介質之側的模具與加熱介質排出之側的模具為相反的情況稱為「反向單側加熱」。
藉由將具有預定形狀之發泡粒子進行模內成形,可獲得空隙率為10~70體積%,較佳為13~65體積%,更佳為15~60體積%,尤佳為20~50體積%的發泡粒子成形體。
TPE發泡粒子之中,TPU發泡粒子之模內成形時之融接性亦優異,故在模內成形時可不使發泡粒子過度地二次發泡而使其融接,故能以殘留有填充於模內時所形成之發泡粒子間之空隙的狀態進行模內成形。另一方面,若於模內填充時預先賦予發泡粒子二次發泡力的話,亦可將填充於模內時之發泡粒子間的空隙大小控制為較小。亦即,構成發泡粒子之TPE為TPU的話,可輕易地將發泡粒子成形體之空隙率控制成所期望的值。 [實施例]
以下,利用實施例對本發明進行更加詳細地說明,但本發明並不限定於此。
<實施例1~5及比較例1~3> 1.原料成分 就原料粒子所使用之原料TPE及添加劑而言,係使用下列成分。 [原料TPE] ・TPE:醚系熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)(Covestro公司製,等級名:DP9385A,熔體流動速率(MFR)[190℃、荷重10kg]:4g/10分鐘,A型硬度計硬度(HDA):86,熔解溫度:165℃,密度:1.12g/cm3 ) ・氣泡調整劑:滑石(林化成(股)公司製,等級名:KHP-125B,d50:7μm)
2.原料粒子之製造 將TPE、與相對於TPE100重量份為表1所示之量的氣泡調整劑(滑石)供給至內徑26mm之雙軸擠壓機,將該等予以加熱混練,製成熔融混練物。將該熔融混練物從附設於擠壓機前端部之模具的小孔擠壓至水中並進行切割,得到具有表1所示之剖面形狀、平均粒子重量[mg]及平均L/D的原料粒子。 此外,根據作為目標之發泡粒子之剖面形狀而改變模具的小孔形狀。針對用於獲得剖面為十字形的柱狀發泡粒子之原料粒子,將模具的小孔之出口形狀設定為十字形,針對用於獲得剖面為星形的柱狀發泡粒子之原料粒子,將模具的小孔之出口形狀設定為星形,針對用於獲得剖面為圓形的柱狀發泡粒子之原料粒子,將模具的小孔之出口形狀設定為圓形。又,藉由從獲得之原料粒子隨機挑選出100個原料粒子,測定它們的合計重量,並將該重量除以100,而求出原料粒子之平均重量。又,藉由從獲得之原料粒子隨機挑選出10個原料粒子,測定各原料粒子之擠壓方向的長度(L)、及與擠壓方向垂直之剖面中的最大徑(D),求出各原料粒子的L/D,並將該等值進行算術平均,而得到原料粒子之L/D。
3.發泡粒子之製造 [步驟(1)] 將原料粒子1kg、作為分散介質之水3公升加入到具備攪拌機之5公升的高壓釜內,進一步,相對於原料粒子100重量份,添加作為分散劑之高嶺土0.5重量份、作為界面活性劑之烷基苯磺酸鈉0.004重量份至分散介質中。 邊攪拌高壓釜內之內容物邊升溫,當內容物之溫度達到表1所示之溫度(含浸溫度)後,將作為發泡劑之二氧化碳壓入到該高壓釜內直至成為表1所示之壓力(含浸壓力),達到預定的壓力後,繼續利用二氧化碳進行加壓,於維持其壓力的狀態在該溫度保持15分鐘。
[步驟(2)] 之後,停止攪拌,利用氮氣施加背壓,調整容器內壓力以使其恆定在表1所示之壓力(發泡壓力),同時於表1所示之高壓釜內之內容物溫度(發泡溫度),將含有發泡劑之原料粒子與分散介質一起放出到大氣壓(0.1MPa)下,使原料粒子發泡而得到發泡粒子。 將獲得之發泡粒子在40℃之大氣壓下乾燥24小時,然後放入密閉容器內,於30℃利用0.3MPa(G)之壓縮空氣進行12小時的加壓處理。之後,釋放壓力並在40℃之大氣壓下放置24小時。
獲得之發泡粒子之形狀之例顯示於圖6~8。圖6係實施例1之發泡粒子成形體之製造中使用的剖面形狀為十字形之發泡粒子的顯微鏡照片,圖7係實施例2之發泡粒子成形體之製造中使用的剖面形狀為十字形之發泡粒子的顯微鏡照片,圖8係實施例3~5之發泡粒子成形體之製造中使用的剖面形狀為星形之發泡粒子的顯微鏡照片。又,獲得之發泡粒子之表觀密度、容積密度及表觀密度相對於容積密度的比顯示於表1。此外,將發泡粒子於大氣壓下、23℃、相對濕度50%之環境下進行240小時的狀態調節後,測定發泡粒子之表觀密度及容積密度。
(表觀密度) 首先,在100mL之量筒中加入溫度23℃的水50mL。然後,測定容體積約30mL之發泡粒子群的重量(W1),然後使用金屬網將該發泡粒子群沉入到上述量筒內的水中。另外,測定考量金屬網的體積並由水位上升量讀取到的發泡粒子群之表觀體積V1。藉由將發泡粒子群的重量W1[kg]除以表觀體積V1[m3 ](W1/V1),求出發泡粒子之表觀密度[kg/m3 ]。
(容積密度) 首先,準備100mL的量筒。然後,藉由自由落體將發泡粒子填充於量筒內直到100mL之刻度線附近,然後使容器振動,讀取其體積達到恆定時的刻度,求出發泡粒子之容體積V2[m3 ]。另外,藉由測定填充於量筒內之發泡粒子之總重量W2[kg],並除以容體積V2[m3 ],求出發泡粒子之容積密度[kg/m3 ]。
4.發泡粒子成形體之製造 將上述製得的發泡粒子以裂縫填充法填充至縱向200mm、橫向65mm、厚度33mm之長方體狀的平板成形用模具,並利用蒸汽進行加熱直至達到表1所示之成形壓。然後,於冷卻後將成形體從模具取出,得到平板狀的發泡粒子成形體。此外,發泡粒子之填充時,係於打開模具的狀態填充發泡粒子,該打開模具的狀態係由完全關閉模具的狀態,變成比起縱向200mm、橫向65mm、厚度33mm之長方體空間的體積大出表1所示之裂縫(%)程度(例如,裂縫為50%時,係於以使成形空間之厚度方向長度由33mm變成49.5mm的方式打開模具的狀態,將發泡粒子填充至成形空間),填充完成後,完全關閉模具並對發泡粒子進行壓縮,機械性地賦予發泡粒子二次發泡力。 獲得之發泡粒子成形體的密度顯示於表1。進一步,獲得之發泡粒子成形體的收縮率、融接性、空隙率、壓縮永久應變及斷裂時之拉伸強度顯示於表1。此外,將發泡粒子成形體在大氣壓下、23℃、相對濕度50%之環境下進行48小時的狀態調節,然後實施該等測定。
(1)發泡粒子成形體之收縮率 發泡粒子成形體之收縮率依下式算出。 (收縮率(%))=[200[mm]-(成形體之縱向長度[mm])]/200[mm]×100
(2)發泡粒子成形體之融接性 以將縱向方向長度2等分的位置為中心,將發泡粒子成形體彎曲180°,使發泡粒子成形體之兩端接觸時,未斷裂的發泡粒子成形體評價為融接性良好(A)。另一方面,斷裂的發泡粒子成形體評價為融接性不良(B)。
(3)發泡粒子成形體之密度及空隙率 從發泡粒子成形體去除成形時形成之表皮(成形表皮),並切出170mm×50mm×25mm之尺寸的長方體樣品,由該樣品之外形尺寸求出樣品的表觀體積:H。測定該樣品的重量:W,以重量:W除以樣品之表觀體積:H而得的值作為發泡粒子成形體之密度[kg/m3 ]。 然後,將該樣品8等分成85mm×25mm×12.5mm之長方體狀,分別使用金屬網沉入到裝有溫度23℃之大約120mL之乙醇的內容積200mL之玻璃製量筒中,藉由輕輕地振動等,以除去存在於發泡粒子間的空氣,考量金屬網的體積,並由水位上升量測定各自的真實體積,將該等合計而求出該樣品的真實體積:I。由求得的樣品之表觀體積:H與真實體積:I依下列(1)式算出空隙率,以作為發泡粒子成形體之空隙率[體積%]。 空隙率(體積%)=[(H-I)÷H]×100 ・・・(1)
(4)發泡粒子成形體之壓縮永久應變 從發泡粒子成形體去除成形表皮,並切出3個縱向50mm、橫向50mm、厚度25mm的長方體狀試驗片。使用該試驗片,根據JIS K6767:1999,在溫度23℃、相對濕度50%之環境下,以於厚度方向壓縮25%之狀態放置22小時,測定壓縮結束(解除治具後)30分鐘後及24小時後的厚度,求出各試驗片的壓縮永久應變(%),將其算術平均值作為壓縮永久應變(%)。
(5)發泡粒子成形體之斷裂時之拉伸強度及拉伸伸長率 從發泡粒子成形體利用垂直式切片機(vertical slicer)以所有面皆成為切割面的方式除去成形表皮,並切出120mm×25mm×10mm之長方體。進一步,利用鋼絲鋸從長方體切下啞鈴狀1號形(測定部之長度40mm、寬度10mm、厚度10mm)者作為試驗片。針對該試驗片,根據JIS K6767:1999以500mm/分鐘之試驗速度實施拉伸試驗,測定發泡粒子成形體之斷裂時之拉伸強度及拉伸伸長率。
(6)發泡粒子成形體之反彈彈性模數 根據JIS K6255:2013,使用SCHOB型反彈彈性試驗機「RT-90」(高分子計器(股)公司製)作為測定裝置,於相對濕度50%、23℃之條件下測定發泡粒子成形體之反彈彈性模數。首先,從發泡粒子成形體之中心部,以殘留有測定面之成形表皮的狀態,切出縱向30mm、寬度30mm、厚度25mm之長方體狀的樣品。以雙面膠帶將該樣品固定於裝置,使該樣品之表皮面成為與擺錘之前端接觸的面,將重錘直徑15mm、臂重0.25kg的擺錘從舉起角度90±1°之位置擺動掉落。然後,從厚度方向使擺錘與樣品之成形表皮面接觸,測定擺錘的回彈高度h(mm)。將回彈高度h(mm)除以擺錘的掉落高度H(mm),算出反彈彈性模數。此外,樣品之厚度為12.5mm時,重錘擺動掉落時會發生著底(bottoming),故將樣品之厚度設定為25mm。
(7)獨立氣泡率 發泡粒子成形體之獨立氣泡率如下述般求出。首先,從發泡粒子成形體以所有面皆成為切割面的方式除去成形表皮,並切出5個25mm×25mm×25mm之立方體狀的測定樣品。依據ASTM-D2856-70記載之程序,利用空氣比重計「930」(TOSHIBA-Beckman(股)公司製),測定各測定樣品中之「構成發泡粒子成形體之發泡粒子中的TPE組成物之體積與獨立氣泡部分之體積的和」Vx[cm3 ],依下列(1)式計算各測定樣品的獨立氣泡率,並將該等值進行算術平均,藉此得到發泡粒子成形體之獨立氣泡率。 獨立氣泡率[%]=(Vx-W/ρ)×100/(Va-W/ρ)・・・(1) Va:利用水浸沒法求出的測定樣品的體積[cm3 ] W:測定樣品的重量[g] ρ:構成發泡粒子成形體之TPE組成物的密度[g/cm3 ]
(8)表面硬度 發泡粒子成形體之表面硬度,係依據JIS K7312:1996,利用C型硬度計進行測定。
(9)發泡粒子成形體之壓縮特性(應力-應變曲線) 從發泡粒子成形體之中央部,以所有面皆成為切割面的方式除去成形表皮,並切出縱向50mm、橫向50mm、厚度25mm之長方體狀的樣品。使用該樣品,依據JIS K6767:1999測定發泡粒子成形體之壓縮特性(應力-應變曲線)。測定裝置係使用「Autograph AGS-X」(島津製作所(股)公司製),以壓縮速度10mm/分鐘測定5、10、25、50%應變時之荷重,將其除以試驗片之受壓面積,具體而言除以2500mm2 (50mm×50mm),算出5、10、25、50%應變時之壓縮應力。又,利用5%應變時之壓縮應力的值及50%應變時之壓縮應力的值,算出發泡粒子成形體之50%應變時之壓縮應力相對於5%應變時之壓縮應力的比。
5.結果 【表1】
Figure 02_image001
可知實施例1~5之TPE發泡粒子成形體,壓縮結束30分鐘後之壓縮永久應變為較小之3.2~3.6%,使成形體變形後,在短時間內形狀大致恢復。 另一方面,可知比較例1~3之TPE發泡粒子成形體,壓縮結束30分鐘後之壓縮永久應變為較大之8.0~10.0%,使成形體變形後,在短時間內形狀沒多大恢復。由此可知:藉由使發泡粒子成形體之密度成為150~300kg/m3 ,並使發泡粒子成形體之空隙率成為10~70體積%,可獲得壓縮變形後之短時間內之形狀恢復性良好的發泡粒子成形體。
1A~1H、1J、1K、1M‧‧‧發泡粒子11a~11e、11j、11k、11m、12a~12e、12j、12k、12m、13a~13e、13j、13k、13m、14a、14b、14d、14e、14j、14k、14m、15b、15d、15e、15j、15k、15m、16b、16e、16j、16k、16m、17e、18e‧‧‧突出部A、B、C、D、E、J、K、M‧‧‧軸
[圖1]圖1係顯示能使TPE發泡粒子成形體之空隙率提高的發泡粒子之形狀之一例的圖。 [圖2]圖2係顯示能使TPE發泡粒子成形體之空隙率提高的發泡粒子之形狀之一例的圖。 [圖3]圖3(a)~(c)係顯示能使TPE發泡粒子成形體之空隙率提高的發泡粒子之形狀之一例的圖。 [圖4]圖4(a)~(c)係顯示能使TPE發泡粒子成形體之空隙率提高的發泡粒子之形狀之一例的圖。 [圖5]圖5(a)~(c)係顯示能使TPE發泡粒子成形體之空隙率提高的發泡粒子之形狀之一例的圖。 [圖6]圖6係實施例1之發泡粒子成形體之製造中使用的剖面形狀為十字形之發泡粒子的顯微鏡照片。 [圖7]圖7係實施例2之發泡粒子成形體之製造中使用的剖面形狀為十字形之發泡粒子的顯微鏡照片。 [圖8]圖8係實施例3~5之發泡粒子成形體之製造中使用的剖面形狀為星形之發泡粒子的顯微鏡照片。

Claims (5)

  1. 一種發泡粒子成形體,係將熱塑性彈性體發泡粒子進行模內成形而成,該發泡粒子成形體在發泡粒子間具有空隙,且發泡粒子成形體之密度為150~300kg/m3,空隙率為10~70體積%,反彈彈性模數為50%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之發泡粒子成形體,其中,在依據JIS K6767:1999之於23℃之壓縮永久應變測定中,該發泡粒子成形體之壓縮結束30分鐘後之壓縮永久應變為7%以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之發泡粒子成形體,其中,該發泡粒子成形體之斷裂時之拉伸強度為0.3MPa以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之發泡粒子成形體,其中,構成該發泡粒子成形體之熱塑性彈性體之反彈彈性模數為30~50%。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之發泡粒子成形體,其中,構成該發泡粒子成形體之熱塑性彈性體為A型硬度計硬度95以下之胺甲酸酯系熱塑性彈性體。
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